畢業(yè)設(shè)計(jì)70液壓與氣壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)

板料沖剪折彎機(jī)構(gòu) 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 指導(dǎo)老師： 張鏈 設(shè) 計(jì) 者： 班 級： 機(jī)電 053 設(shè)計(jì)日期： 2007.12.25 目 錄 1設(shè)計(jì)題目 2-3 2. 系統(tǒng)負(fù)載計(jì)算 4-5 3. 負(fù)載圖與計(jì)算圖 6-8 4. 液壓缸主要參數(shù)的確定 9-11 5. 機(jī)構(gòu)工況圖 12-13 6. 零件設(shè)計(jì)與選擇 14-16 7. 參考教材 17 題目： 板料折彎沖剪機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng) 一、 加工對象 冷扎鋼板，板厚 0.51.6（ mm） 二、 工作順序 1、推送板料（ V1）； 2、頂壓板料定位（ V2），同時(shí)推送機(jī)構(gòu)恢復(fù)（ V3）； 3、折彎壓頭快速下降（ V4）； 4、折彎壓頭慢速下壓（ V5），同時(shí)壓頂模夾松夾定位邊（ V6）； 5、折彎成形，定形（定形時(shí)間為十五秒）； 6、折彎壓頭快速上升（ V7）； 7、頂壓模夾頂壓定位邊（ V8）； 8、沖剪頭快速?zèng)_剪（ V9）； 9、沖剪頭退升（ V10）； 10、頂壓模夾松夾（ V6）；恢復(fù)。 三 、 技術(shù)參數(shù) 1、頂壓模夾在折彎加工和沖剪加工過程中的行程為一個(gè)不動(dòng)定位位置，頂壓模夾的 外形構(gòu)造為雙 L 形。 沖剪頭快速?zèng)_剪時(shí)，在沖剪扎板前應(yīng)有頂壓裝置保證頂壓力 F2。 工作順序工作 5 定形過程時(shí)，應(yīng)有蓄能器儲蓄能量，以備在動(dòng)作 8 快速?zèng)_剪時(shí)做輔助能源。 折彎壓頭重量 N=2.4 104（ N），沖剪頭重量可忽略。 運(yùn)動(dòng)過程加 、減速度時(shí)間 t=0.1（ s）。 2、負(fù)載力 最大折彎力 F1=1.7 104（ N） 沖剪時(shí)薄板頂壓力 F2=5.8 104（ N） 最大沖剪力 F3=2.7 103（ N） 冷扎板最大重量 m=800（ N），摩擦系數(shù) f=0.11 3、速度 V1=1.0cm/s,V2=4.0 cm/s,V3=3.5 cm/s,V4=5.0 cm/s, V5=5.2 cm/s,V6=1. 0cm/s,V7=12.0 cm/s 四 、技術(shù)要求 1、頂壓模夾定位誤差不大與 0.1（ mm）。 2、折彎壓力快速上升（動(dòng)作 6）時(shí)，蓄能器儲能損失不大與 0.5%。 計(jì) 算 說 明 結(jié) 果 一、負(fù)載分析 1 最大折彎力 2 沖剪時(shí)薄板頂壓力 3 最大沖壓力 4 慣性阻力 二、頂壓板料機(jī)構(gòu)負(fù)載計(jì)算 1 工進(jìn)頂壓 2 頂壓板料 3 退回 三、折彎機(jī)構(gòu)液壓缸負(fù)載計(jì)算 1 加速下降 2 快速下降 3 由快速變慢速下降 F1=1.7 104N； F2=5.8 104N； F3=2.7 104N Fm1=MV0/g t=2.4 104 3.5 10-2/9.8 0.1=857N FM2=M（ V2 V3） /g t=2.4 104 0.5 10-2/9.8 0.1=122N Fm3=MV5/g t=2.4 104 5.2 10-2/9.8 0.1=1273N F11=0N； F12=5.8 104N； F13=0N F21=M Fm1=2.4 104 0.0857 104=2.31 104N F22=M=2.4 104N F23=M+FM2=2.4 104+0.0122 104=2.41 104N F11=0N F12=5.8 104N F13=0N 4、慢速下降 5、定形 6、反向加速器 7、制動(dòng) 四、沖剪機(jī)構(gòu) 液 壓缸 負(fù) 載計(jì)算 1、 快速公進(jìn) 2、 剪切板料 3、 退升 F24=M=2.4 104N F25= F1+M=2.4 104 1.7 104=0.7 104N F26=M+Fm3=2.4 104+1273=2.53 104N F27= M Fm3=2.4 104 1273=2.27 104N F31=0N F32=2.7 105N F33=0N F24=2.4 104N F25=7 103N F26=2.53104N F27=2.27 104N F31=0N F32=2.7 105N F33=0N 五、繪制載圖與速度圖 F T 58 T t9 t10 T 256 254 t1 0.7 24 T t1 t4 t8 t11 t6 t8 F（ 103N） F(103N) 缸 1 缸 2 F（ 103N） 缸 3 23 V t 5 14 t9 t10 t11 5.4 t1 t5 t6 t7 4 3.6 t1 t0 t7 t2 t3 1.2 1.2 t t t V（ cm/s） V（ cm/s） V（ cm/s） 缸 1 缸 2 缸 3 時(shí)間分段說明： 缸 ： 0 1t 頂壓機(jī)構(gòu)工進(jìn) 1t 4t 頂壓模夾壓定位邊 4t 5t 頂壓模夾松夾 8t9t頂壓機(jī)構(gòu)工進(jìn) 9t 11t 頂壓模夾壓定位邊 11t 12t 頂壓模夾松夾 缸： 1T 3t 折彎機(jī)構(gòu)快速下降 3T5t折彎機(jī)構(gòu)慢速下降急折彎 5T6t定型 6T7t折彎機(jī)構(gòu)上升 缸： 9t10t沖剪機(jī)構(gòu)快速?zèng)_剪 10T 11t 沖剪機(jī)構(gòu)上升 六、液壓缸主要參數(shù)的確定 缸： 由表 8 7，初選 1P =60（ bar） 1P 1A = 12F 1A = 12F / 12F =5.8 410 /60 510 =0.0097 2m 2A = 1A 1V / 4V =1.0 0.0097/5.0=0.0019 2m 1D =41A=40097.0=11.12cm 取 1D =12cm 1d =421 AA =40019.00097.0 =9.97cm 取 1d =10cm 強(qiáng)度校核： 選取剛才為碳鋼。又機(jī)械工程材料知： =11 510 aP = 4212dF= 22410104108.5=7.39 510aP 活塞材料強(qiáng)度適合 1A = 214D =4 212 =113 2cm 則 2A = 2122121 5.341001244 cmdD cmD 121 cmd 101 折彎機(jī)構(gòu)液壓缸參數(shù) 缸 ：又 液壓與氣壓傳動(dòng)表 8 7 初選barP 303 單向閥速閥為 45bar 。既回路壓力為 45bar ，列平衡方程： 04433 APAPF 010451030104.2 45354 AA 34 6.54 AA 由、解得： cmADcmAcmA2.304112.04008.0112.0322423cmdcmAAdcmD1.201.20408.0112.043224322取取 強(qiáng)度校核： 選擇鑄鋼： =300 Pa510 PaF 5221062.710204 強(qiáng)度適合 沖 剪 機(jī) 構(gòu) 液 壓 缸 的 主 要 參 數(shù) A3=4D22 =4 322 =803.8cm2 A4=4（ D22 d22 ） =4（ 322 202 ） =489.8cm2 初選 P5=30bar A5=532PF=55100.3 107.2 =0.09cm2 D3=45A=409.0=34cm2 取 D3=40cm A6=64VVA5=0.120.5 0.09=0.038m2 d3=465AA =4038.009.0 =0.257m2 取 d3=28cm 選鋼材為鑄鋼，則 =30 106Pa =2334dF=42510284107.2 =4.39 106Pa =2334dF=42510284107.2 =4.39 106Pa 強(qiáng)度符合要求 D2 = 32cm d2 = 20cm A3 = 803.8cm2 A4 = 489.8cm2 A= 234D=4 0.42 =0.126m2 A6=4（ D23 d23） =4（ 0.42 0.282 ） =0.064m2 公 式 P=F/Abar Q=AV P（ KW） 工 況 負(fù)載（ KN） 進(jìn) 油 腔壓 輸入流量 輸入功率 頂 壓 機(jī) 構(gòu) 深處 0 0 0.0013 0 頂壓 58 51.3 0 0 退回 0 0 0.00193 0 折 彎 機(jī) 構(gòu) 快進(jìn) 23.0 2.8 0.032 17.3 工進(jìn) 24.0 2.98 0.034 17.3 快到慢 24.0 2.98 0.034 17.3 慢進(jìn) 24.0 2.98 0.0289 8.89 定形 7 0.87 0 0 退回 25.3 3.14 0.027 14.76 制動(dòng) 22.7 2.82 0 0 沖 剪 沖剪 27.0 21.5 17.584 37.8 回升 0 0 3.2 0 D3 = 40cm d3 = 28cm A5 = 0.126m2 A6 = 0.064m2 折 彎 機(jī) 構(gòu) 工 況 圖 中 剪 機(jī) 構(gòu) 工 況 圖 折彎機(jī)構(gòu)工況圖 t9 t10 t11 t 3.2 17.6 21.5 37.8 N(kw) P(bar) Q(v/s) t t6 t5 t8 2.82 14.76 3.14 0.034 0.032 2.8 8.89 2.98 17.3 Q P N N(kw) 中剪機(jī)構(gòu)工況圖 七、零件設(shè)計(jì) 1油管選擇 2油箱選擇 3泵的選擇 確定泵的實(shí)際工作壓力 根椐各控制元件的選擇口，選用 10 號冷拔無縫鋼管 YB231 64，公稱直徑為 4mm 管口外徑為 8mm,流量 2.5L/左右，管壁厚 1mm取管彎的半徑 R=50mm 左右。管支架距離200mm 左右。 取 有 效 容 量 V=4 Q 泵 =4 200=800L/min PPPB 總 aPP 51 109.32 P 對總油路采用調(diào)速閥的系統(tǒng)， P總可粗略估算為（ 510）aP510，取為aP51010，因此可以確定油泵的實(shí)際工作壓力 BP BP =32.9 10+10 10=43bar 確定油泵的流量 確定電機(jī)功率 P 閥類元件的選擇 蓄能器選擇 maxQKQB K 為泄露系數(shù)，取 K=1.1 maxQ由上表可知，maxQ=17.584(L/S) 34.19584.171.1 BQ (L/S) 按流量 Q=200L/min,選擇 YB.200J 型油泵 由選擇的油泵可以知道 ,其驅(qū)動(dòng)功率為26KW 根據(jù)液壓系統(tǒng)的工件壓力和通過各閥類元件和輔助元件的實(shí)際流量 ,可選擇如圖紙?jiān)骷?xì)表所示 折彎機(jī)構(gòu)中蓄能選擇 泵的最大流量 Q=200L/min,系統(tǒng)最低壓力 P=32.96bar充氣時(shí)間為 15s. 泵每秒供油量為 3.331/s 取充氣壓力 295.0 PP , aPP 25.319.3295.00 設(shè)定蓄能器工作差 bar150 由平衡方程： min/200 LQ LPPPVV55.629.18219.321255.311560200111200 選 BBNXQ 63 氣囊式蓄能器 沖剪機(jī)構(gòu)中蓄能器的選擇 由油泵的輸出流量 min/200 LQ ,系流最大壓力 bar5.21 ,執(zhí)行裝置間歇最短時(shí)間間隔取 5 秒 ,設(shè)蓄能器許用壓力差 20bar,執(zhí)行裝置每秒需油量為 SLAV /8.126076860 56 油泵在 5 秒內(nèi)排油 L65.16533.3 ,放蓄能器容量小于 16.65L. 該系統(tǒng)屬于短時(shí)間內(nèi)大量供油 ,根據(jù)氣態(tài)方程 4.1004.1224.111 VPVPVP 式中 1P 為系統(tǒng)最高工作壓 力為 bar5.41 . 0P為 bar2.175.218.0 .按工作情況要求 0.1秒內(nèi)排油 L88.9 988.012 VV 既 LVPPPPVPPVPPV9 3 8.09 8 8.09 8 8.004.11104.110214.110224.11020選 BBNXQ 10 選BBNXQ 10 參考文獻(xiàn) 1. 路甬祥主編，液壓氣動(dòng)技術(shù)手冊 .北京 ：機(jī)械工業(yè)出版社， 2002 2. 雷天覺主編，液壓工程手冊，北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1990 3. 盛敬超編著，工程流體力學(xué)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 19